Лекция 4

Поколения ЭВМ

•В 1948 г Уильям Шокли изобрел полупроводниковые транзисторы

•1 транзистор был способен заменить ~ 40 электронных ламп и работал с большей скоростью.

•В 1958 г появились ЭВМ второго поколения,

основанные на транзисторах

•Для этих ЭВМ были созданы операционные системы, алгоритмические языки программирования, системы искусственного интеллекта

• Один из первых языков программирования - АЛГОЛ

•В 1950-х году в Киеве была спроектирована машина БЭСМ (8 000 оп/с)

•Лучшей отечественной ЭВМ 2 поколения считается БЭСМ-6 (1966): 1 млн оп/с, 128 Кбайт оперативной памяти, тактовая частота 10 МГц

Поколения ЭВМ

•В ЭВМ третьего поколения ( 60-70 годы 20 века)

используются интегральные микросхемы и многослойный печатный монтаж

•Наиболее известными представителями ЭВМ третьего поколения являются IBM-360, IBM-370 (США), «Spectra70» (Япония), серия ЕС (СССР и др. соц. страны)

•Реализован удаленный доступ

•Разработаны серийные вычислительные комплексы: базы данных, системы автоматизации проектирования и производства (САПР), автоматизированные системы управления (АСУ)

Поколения ЭВМ

•Четвертое поколение ЭВМ (конец 70 - 80 гг 20 века)

основано на базе больших интегральных схемы (БИС)

•На одном кристалле кремния объединены два устройства: управления и арифметико-логическое

•В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью

1/4 дюйма (0,635 см2.)

•БИСы применялись уже в таких компьютерах, как "Иллиак", "Эльбрус", "Макинтош".

•Быстродействие таких машин составляет 109 опер / сек

•Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов.

•В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов

Микропроцессоры

•В 1974 г. фирма «Intel» разработала первый универсальный восьмиразрядный микропроцессор 8080

•В 1974 г. Эдвард Робертс построил на базе этого процессора микрокомпьютер

«Альтаир»

•В 1975 г. программист Пол Аллен и студент Билл Гейтс (1955 г.р.) создали для «Альтаира» интерпретатор языка Бейсик, средства от реализации которого стали стартовым капиталом фирмы Microsoft

Corporation

Пол Аллен и Билл Гейтс

Поколения ЭВМ

•В 1989 году появляется новая разработка

компании Intel — микропроцессор Intel-80486, который ознаменовал начало пятого поколения ЭВМ

•Пятое поколение ЭВМ (с 1990 г до н.в.) основано на использовании сверхбольших интегральных схем

(СБИС)

•Высокая плотность размещения логических элементов на кристалле

•Целью создания ЭВМ пятого поколения» являлось реализация возможности моделирования человеческого интеллекта

•Активное внедрение мультимедийных средств представления информации (текст, графика, звук, мультипликация, видео, 3D моделирование,….)

•Появление многопроцессорных вычислительных систем

Персональные ЭВМ (ПК)

•Первый ПК фирмы IBM PC: XT(1983), AT ( 1984), Pentium (1990)

•Основные платформы ЭВМ: Macintosh (Apple), Umx (Sun Micro-Systems), IBM (IBM), PC (Intel)

•Большинство ПК на современном рынке являются IBM-совместимыми

•Программная совместимость, аппаратная совместимость

•Конкурентами IBM является фирма Apple, разработавшая компьютеры Macintosh. Создателями первого ПК этого типа были Стивен Джобс и Стив Возняк (1976)

•Преимущества Macintosh: наглядный графический интерфейс, простота эксплуатации

Перспективы развития ЭВМ

•микропроцессорная революция в технических и биологических системах

•распределенная обработка данных

•разработка нейронной архитектуры с использованием транспьютеров – микропроцессоров сети со встроенными средствами связи,

•медиатехнологии и системы связи, безбумажная информатика

•системы искусственного интеллекта, нанотехнологии

•общение с ЭВМ на естественном языке, машинное зрение, машинное осязание

•создание интеллектуальных роботов и робототехнических устройств

Архитектура ЭВМ

Общее описание структуры и функций ЭВМ на уровне, достаточном для понимания принципов работы и системы команд ЭВМ. Не включает детали технического и физического устройства компьютера.

К архитектуре относятся

•Структура памяти

•Способы доступа к памяти и внешним устройствам

•Возможность изменения конфигурации

•Система команд

•Форматы данных

•Организация интерфейса

Принципы построения ЭВМ

•Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два типа:

–набор команд по обработке (программы)

–данные подлежащие обработке

•Команды и данные вводятся в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ( принцип

хранимой программы)

•Руководит обработкой управляющее устройство (УУ), которое выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение

•Арифметико-логическое устройство (АЛУ) проводит арифметические и логические операции над данными

•С процессором и ОЗУ связаны устройства вводавывода (УВВ)

Архитектура современных ПК

•Основана на магистрально-модульном принципе

•Связь между устройствами компьютера осуществляется через системные шины (магистрали). Шина - это кабель, состоящий из множества проводников

•По шине управления передаются управляющие сигналы (например, сигнал готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др )

•Шина данных передаѐт обрабатываемую информацию

•Информация, передаваемая от процессора к другим устройствам по

шине данных, сопровождается передачей адреса ячейки памяти или

периферийного устройства

•Адресная шина передает адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор

•Разрядность шины - количество одновременно передаваемых по шине бит (измеряется в битах)

•Разрядность шины ограничивает объем оперативной памяти ЭВМ, он не может быть больше чем 2n , где n – разрядность шины

•Тактовая частота - число элементарных операций по передаче данных в 1 секунду (измеряется в мегагерцах)